KR102635706B1 - 치근관 촬영을 위한 초미세 3d 카메라 장치 - Google Patents

치근관 촬영을 위한 초미세 3d 카메라 장치 Download PDF

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신영훈
장혁준
김남종
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Abstract

본 발명은 초미세 3D 카메라 장치로서, 적어도 하나의 광섬유 케이블을 포함하는 프로브, 동일 파장의 광 또는 서로 다른 파장의 광을 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 구조물로 조사하는 광원부, 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 구조물에 조사되어 반사되는 반사광 신호를 검출하고, 검출된 반사광 신호를 전달받아 광원부에 포함된 색상별로 광신호를 분광하는 광학 렌즈부, 광학 렌즈부를 통해 색상별로 결상되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 아날로그 영상 데이터를 출력하는 이미지 센서부, 및 이미지 센서부로부터 출력되는 아날로그 영상 데이터를 색상별 디지털 영상 데이터로 변환하고, 변환된 색상별 디지털 영상 데이터를 신호처리하여 컬러 영상 데이터로 변환하여 출력하는 이미지 변환 처리부를 포함한다.

Description

치근관 촬영을 위한 초미세 3D 카메라 장치{Ultra-fine 3D Camera Device for Imaging Root Canal}
본 발명은 치근관 촬영을 위한 초미세 3차원(3D) 카메라에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광섬유를 통해 타겟 오브젝트(target object) 입사파를 이미징 센서에서 수신하여 3D 영상을 구현하는 카메라에 관한 것이다.
근관치료(Endo Treatment)는 치아의 깊숙한 부분에 위치한 치수의 진단 및 치료를 수행하는 치과의 한 분야이다. 심한 충치, 잇몸병, 또는 치아 신경조직인 치수가 세균에 의해 감염되었을 때 근관치료가 요구된다. 치료 과정에서는 염증이 발생한 조직을 제거하고, 그 공간에 특수한 충전재료로 채운다. 신경관(Root Canal)이라 불리는 아주 좁은 공간을 정밀하게 찾아내어 그 안의 감염된 염증을 완전히 제거해야 추후 문제가 발생되지 않는다. 만약 이 과정이 충분히 이루어지지 않으면, 재신경치료나 치근단 절제술 등의 2차적인 근관치료가 필요하게 된다.
신경관이라는 미세하고 복잡한 구조를 치료하는 근관치료는 복잡한 과정으로, 이를 위해선 섬세하면서도 높은 수준의 기술력이 요구된다. 치근관을 개방하는(Access Opening) 과정에서 치근관 입구(Canal Orifice)를 정확하게 찾아내는 것이 중요하다. 이를 통해 신경관의 길이를 측정한 후에 근관치료를 시작할 수 있다. 성공적인 근관치료를 위해서는 치근관 입구를 신속하고 정확하게 찾아내는 것이 중요하다.
전통적으로 치근관 입구를 확인하기 위하여 작은 치경(거울)을 이용하고 있다. 치경에 반사된 치아의 내부를 육안으로 보며 파일을 이용하여 치근관 입구를 찾는다. 전통적인 방법의 경우 시술자는 경험과 손감각에 의존하기 때문에 치근관 입구를 찾는데 많은 시간과 노력이 필요하다. 최근에는 치근관 내부를 정밀하게 확인하기 위하여 현미경(Microscope)을 사용하기도 한다. 그러나 현미경의 경우 초고가로 개인 치과에서 사용하기에는 비용적인 부담이 크다. 그러므로 최소한의 확대만 가능한 안경 형태의 확대경(Loope)이 주로 사용된다. 현미경(Microscope)의 경우 일반적으로 20배 확대(Magnification)가 가능하지만, 좁고 멀리 떨어져 있는 치근관 내부를 직접적으로 촬영하기에는 물리적인 한계가 있다. 치경에 비추어진 치근관 내부를 간접 확대해서 촬영하기 때문에 영상화질의 한계가 존재하며 시술자가 느끼는 눈의 피로도도 매우 크다. 또한 현미경으로부터 치근관 내부까지의 거리가 60cm 이상 떨어져 있고 치아에 따라 치근관 입구의 위치도 다르고 복잡한 구조이기 때문에 치근관 입구를 찾기가 쉽지 않다.
종래의 구강카메라는 전기부품이 포함된 영상획득 장치부가 구강내에 직접 삽입되기 때문에 전기적인 위험요소가 존재하고 환자가 느끼는 이물감도 크다.
또한, 종래의 구강카메라는 전기부품이 포함된 영상획득 장치부가 구강내에 직접 삽입되기 때문에 교차 감염 예방의 일 수단으로 일회용 위생비닐을 사용한다. 그러나, 구강카메라는 구강 내 적용되기 때문에 소독이 아닌 멸균을 하는 것이 감염방지에 있어서 절대적으로 필요하다. 감염방지를 위해서 높은 온도의 압력으로 가열된 수증기를 이용한 고압증기멸균법이 있으나, 종래 구강카메라의 재질은 고압증기멸균법을 적용할 수 없어 감염의 위험성이 높다.
또한, 종래의 구강카메라는 영상 획득부분을 위생비닐로 덮기 때문에 영상화질의 저하를 가져온다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 구강내와 같이 매우 협소한 부분을 광섬유를 이용하여 3D 영상 데이터를 용이하게 획득할 수 있는 초미세 3D 카메라 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 근관치료시 치수관의 입구와 치수 홀의 위치를 빠르고 정확하게 검출하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 전기적인 위험이 없는 광섬유를 이용하여 구강내 영상을 획득하기 때문에 전기적인 위험도를 해결하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 고압증기멸균법이 적용가능한 탈부착 가능한 광섬유 프로브를 제공하는 것이다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 초미세 3D 카메라 장치는, 적어도 하나의 광섬유 케이블을 포함하는 프로브, 동일 파장의 광 또는 서로 다른 파장의 광을 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 구조물로 조사하는 광원부, 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 상기 구조물에 조사되어 반사되는 반사광 신호를 검출하고, 상기 검출된 반사광 신호를 전달받아 상기 광원부에 포함된 색상별로 광신호를 분광하는 광학 렌즈부, 상기 광학 렌즈부를 통해 색상별로 결상되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 아날로그 영상 데이터를 출력하는 이미지 센서부, 및 상기 이미지 센서부로부터 출력되는 아날로그 영상 데이터를 색상별 디지털 영상 데이터로 변환하고, 변환된 색상별 디지털 영상 데이터를 신호처리하여 컬러 영상 데이터로 변환하여 출력하는 이미지 변환 처리부를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 이미지 센서부는 위상 감지(Phase Detection) 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지(Quad Phase Detection) 이미지 센서일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 이미지 센서부는 위상 감지 기능을 이용하여 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 획득한 상기 위상차 정보를 이용하여 각각의 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 상기 계산된 광학적 거리 정보로부터 3차원 영상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 이미지 변환 처리부는 전장부에 포함되며, 상기 전장부는 상기 이미지 변환 처리부에서 출력된 컬러 영상 데이터를 통신부를 통해 컴퓨팅 장치로 전송하게 하는 제어부, 초미세 3D 카메라 장치에 전원을 공급하는 전원부, 및 디지털 영상 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블은 상기 프로브의 본체를 관통하여, 상기 프로브의 일단부에 돌출되며, 상기 프로브는 멸균을 위해 스테인레스 스틸, 티타늄, 텅스텐 카바이드, 니켈-크롬 합금 중 어느 하나의 재질 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 광학 렌즈부는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 광섬유 다발, 스플리터, 보호유리막 및 렌즈부 케이스를 포함하고, 상기 광원부로부터 조사된 광은 상기 광섬유 다발을 통과하여 스플리터에서 분광된 후, 제1 렌즈를 통과하여 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블로 전송되고, 상기 구조물로부터 반사된 광은 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 전송되어 제1 렌즈와 상기 스플리터, 및 상기 제2 렌즈를 통과한 후 상기 이미지 센서로 전송될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 초미세 3D 카메라 장치는, 프로브, 광학 렌즈부, 전장부, 및 배터리부를 포함하며, 상기 프로브는, 적어도 하나의 광섬유 케이블을 포함하고, 상기 전장부는, 동일 파장의 광 또는 서로 다른 파장의 광을 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 구조물로 조사하는 광원부, 광신호를 수신하는 이미지 센서, 상기 광원부와 상기 이미지 센서를 지지하고, 상기 초미세 3D 카메라를 제어하는 회로를 포함하는 전장회로기판, 전원을 공급하는 ON/OFF 스위치, 및 배터리부로부터 전력을 공급받는 제1 신호 연결단자를 포함하고, 상기 광학 렌즈부는, 상기 광원부로부터 조사된 광을 수신하여 전달하는 광섬유 다발, 상기 광섬유 다발로부터 전송된 광을 분광하는 스플리터, 상기 스플리터로부터 분광된 광을 상기 프로브로 전송하는 제1 렌즈, 상기 구조물에 조사된 후 반사된 광을 입력 받아 이미지 센서로 전송하는 제2 렌즈, 보호유리막, 및 렌즈부 케이스를 포함하고,상기 배터리부는, 전력을 상기 전장부로 전달하는 제2 신호 연결단자, 배터리셀 및 충전단자를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 프로브는 상기 광학 렌즈부와 탈착가능하도록 연결되고, 상기 광학 렌즈부는 상기 전장부와 탈착가능하도록 연결되고, 상기 전장부와 상기 배터리부는 서로 탈착가능하도록 연결될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 홀더 기능을 가지는 충전기를 더 포함하고, 상기 충전기는 상기 초미세 3D 카메라 장치와 무선으로 전력을 충전할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 이미지 센서부는 위상 감지(Phase Detection) 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지(Quad Phase Detection) 이미지 센서일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 이미지 센서부는 위상 감지 기능을 이용하여 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 획득한 상기 위상차 정보를 이용하여 각각의 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 상기 계산된 광학적 거리 정보로부터 3차원 영상 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블은 상기 프로브의 본체를 관통하여, 상기 프로브의 일단부에 돌출되며, 상기 프로브는 멸균을 위해 스테인레스 스틸, 티타늄, 텅스텐 카바이드, 니켈-크롬 합금 중 어느 하나의 재질 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 프로브와 체결되며, 광원에서 조사된 광을 수신하여 전달하는 광섬유 다발, 상기 광섬유 다발로부터 전송된 광을 분광하는 스플리터, 상기 스플리터로부터 분광된 광을 상기 프로브로 전송하는 제1 렌즈, 구조물에 조사된 후 반사된 광을 입력받아 이미지 센서로 전송하는 제2 렌즈, 보호유리막, 및 렌즈부 케이스를 포함하는 광학 렌즈부, 상기 프로브의 일단에 부착되어 상기 광학 렌즈부와 체결되게 하는 프로브 커플러, 상기 광학 렌즈부로부터 광을 수신하는 이미지 센서, 광원 및 디스플레이부를 포함하는 휴대용 기기, 및 상기 휴대용 기기를 수용하도록 구성된 케이스를 포함하며, 상기 휴대용 기기의 상기 광원은 상기 광학 렌즈부의 광섬유 다발로 광을 조사할 수 있도록 상기 광학 렌즈부의 광섬유 다발과 동축 상에 배치되고, 상기 이미지 센서는 반사된 광이 입사되도록 상기 제2 렌즈와 동축 상에 배치되게 하는 결합부를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 광원은 가시광선 또는 비가시광선일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 이미지 센서는 2D 이미지 센서, 위상 감지 자동 초점(Phase Detection Autofocus; PDAF) 이미지 센서 및 쿼드 위상 감지 자동 초점(Quad Phase Detection Autofocus; QPDAF) 이미지 센서 중 어느 하나의 센서이고, 상기 이미지 센서가 2D 이미지 센서인 경우, 2D 영상이 디스플레이 되고, 상기 이미지 센서가 위상 감지 자동 초점 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지 자동 초점 이미지 센서인 경우, 3D 영상이 디스플레이될 수 있다.
본 발명에 따르면 구강 내와 같이 매우 협소한 부분의 3D 영상 데이터를 광섬유를 이용하여 용이하게 획득할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 근관치료 시 치수관의 입구와 치수 홀의 위치를 빠르고 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전기적인 위험이 없는 광섬유를 이용하여 구강내 영상을 획득하기 때문에 전기적인 위험도를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 탈부착 가능한 광섬유 프로브를 제공함으로써 고압증기멸균법에 의한 프로브의 멸균이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 초미세 3D 카메라 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초미세 3D 카메라 장치(100) 및 충전기(200)를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 영상 촬영 장치(300)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초미세 3D 카메라(100)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 장치(500)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 도면을 참고하여 설명하면서, 같은 명칭으로 나타낸 구성일지라도 도면에 따라 도면 번호가 달라질 수 있고, 도면 번호는 설명의 편의를 위해 기재된 것에 불과하고 해당 도면 번호에 의해 각 구성의 개념, 특징, 기능 또는 효과가 제한 해석되는 것은 아니다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)' 또는 '모듈'이란, 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함하며, 하나의 유닛이 둘 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 둘 이상의 유닛이 하나의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초미세 3D 카메라 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초미세 3D 카메라 장치(100)를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 초미세 3D 카메라 장치(100)는 프로브 부재(112)를 광섬유 케이블(111)이 관통하도록 구성된 프로브(110), 광원(131), 이미지 센서(132), 전장회로기판(133), ON/OFF 스위치(134), 제1 신호 연결단자(135)를 포함하는 전장부(130), 프로브(110)와 체결되며, 제1 렌즈(122), 제2 렌즈(126), 스플리터(123), 광섬유 다발(124), 보호유리막(121), 및 렌즈부 케이스(125)를 포함하는 광학 렌즈부(120) 및 제2 신호 연결단자(141), 배터리셀(142) 및 충전단자(143)를 포함하는 배터리부(140)를 포함한다.
구체적으로, 프로브(110)는 광섬유 케이블(111)이 프로브 부재(112)를 관통하도록 구성되어 있다. 광원(131)으로부터 조사된 광은 광학 렌즈부(120)를 통과한 후, 광섬유 케이블(111)의 일단부에서 다른 일단부로 전송된다. 광섬유 케이블(111)은 프로브 부재(112)의 단부로부터 일부분이 돌출되어 있다. 광섬유 케이블(111)를 통해 타겟 오브젝트(target object)로 측정광을 조사할 수 있다. 타겟 오브젝트는 예를 들어 치과 환자의 구강 내 치아 구조물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 의료, 과학연구, 산업검사, 보안 분야 등 다양한 분야에서 사용되는 구조물들일 수 있다. 타겟 오브젝트에서 반사된 광은 다시 광섬유 케이블(111)로 재입사되어, 광학 렌즈부(120)을 거쳐 이미지 센서(132)로 전송된다. 광섬유 케이블(111)의 일단에는 광학렌즈(미도시)가 추가로 결합될 수 있다. 광학렌즈는 광섬유 케이블(111)에서 조사된 광이 60도에서 150도 사이의 화각을 가지도록 선택될 수 있다. 그러나, 광섬유 케이블(111)에 추가로 결합된 광학렌즈는 통상의 기술자의 필요에 따라 다양한 종류가 선택될 수 있고, 이때의 화각은 설계목적에 따라 예를 들어 90도, 60도 내지 120도 등과 같이 다양하게 선택될 수 있다.
프로브(110)는 감염을 예방하고, 교차 오염을 방지하기 위해 특정 시간 동안 장치를 일반적으로 섭씨 121도 정도의 온도에서 고압 포화 증기에 노출시키는 작업이 필요할 수 있다. 이 과정은 박테리아, 바이러스 및 기타 미생물을 효과적으로 죽이기 때문에 프로브를 치과 치료와 같은 의료 절차에서 안전하게 사용할 수 있게 한다. 고압 증기 멸균을 위해 프로브 부재(112)의 재질은, 예를 들어, 스테인레스, 티타늄, 텅스텐 카바이트, 니켈-크롬 합금 또는 이들의 조합으로 제작될 수 있다.
전장부(130)는 광원(131), 이미지 센서(132), 전장회로기판(133), ON/OFF 스위치(134), 제1 신호 연결단자(135)를 포함한다. 광원(131)은 가시광선 또는 비가시광선(NIR, SWIR) 등 다파장대 광원을 선택적으로 사용할 수 있다. 광 파장의 선택은 원하는 이미지를 얻기 위하여 다양한 방법으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 가시광선은 파장이 약 400 내지 700나노미터이며, 이미징 장치에서 광원으로서 가장 일반적으로 사용된다. 근적외선(NIR)은 약 700 내지 2500나노미터 범위의 파장을 가진다. 근적외선 광은 가시광선에 비해 물질 깊숙이 침투할 수 있어 표면층을 통해 보거나 대상 물체의 내부 구조를 검사하는 데 유용하다. 이러한 속성은 예를 들어 피부 아래의 혈관이나 조직을 시각화 하는데 유용하다. 단파 적외선(SWIR)은 약 1400 내지 3000나노미터 범위의 파장을 가진다. 이미징 기능을 통해 가시광선 또는 근적외선이 침투할 수 없는 특정 유형의 물질(예: 실리콘)을 통해 볼 수 있으며 저조도 또는 어두운 환경에서도 사용이 가능하다.
본 발명에서는 가시광선과 비가시광선 등 다파장대 광원을 선택적으로 사용함으로써 대상 물체로부터 다양한 유형의 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어 일부 재료는 빛의 특정 파장을 다르게 반사하여 재료의 특성에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 특히 육안으로 식별하기 어려운 근관내부의 염증, 크랙(Crack), 및 기타 병소에 대한 관찰을 용이하게 한다.
이미지 센서(132)는 위상 감지 자동 초점(Phase Detection Autofocus; PDAF) 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지 자동 초점(Quad Phase Detection Autofocus; QPDAF) 이미지 센서가 사용될 수 있다. 위상 감지 자동 초점(PDAF) 이미지 센서는 입사되는 광을 이미지 쌍으로 분할하고 비교하여 작동하는 자동 초점 방법이다. 일반적으로 이미지 센서와 별도의 전용 자동 초점(AF) 센서를 사용한다. 한 쌍의 이미지가 정렬되면 카메라는 올바른 초점이 맞춰진 것으로 인식한다. PDAF는 일반적으로 특히 조명이 밝은 상황에서 대비 감지 자동 초점보다 빠르고 안정적인 특징이 있다.
쿼드 위상 감지 자동 초점(QPDAF) 이미지 센서는 각 픽셀을 4개의 서브픽셀로 나누고, 각 서브픽셀이 광의 방향을 측정할 수 있다. 광의 방향 정보를 사용하여 카메라는 피사체와 렌즈의 거리를 측정하고 초점을 맞출 수 있다. 초점을 결정할 때 시스템이 사용할 더 많은 데이터 포인트가 있기 때문에 잠재적으로 자동 초점 시스템의 정확도와 속도를 훨씬 더 높일 수 있다. QPDAF는 조명이 밝은 상황에서 더욱 적합한 성능을 제공하며 PDAF 또는 듀얼 픽셀 AF보다 더 빠르고 정확한 초점을 제공한다. QPDAF 이미징 센서는 각 픽셀이 4개의 서브 픽셀로 나누어져 있기 때문에, 피사체가 넓은 범위에 걸쳐 있더라도 모든 피사체에 초점을 맞출 수 있다.
이미지 센서(132)는 광학 렌즈부(120)를 통해 색상별로 결상되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 아날로그 영상 데이터를 출력한다. 이미지 센서(132)는 위상 감지 기능을 이용하여 광섬유 케이블(111)로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 상기 획득한 위상차 정보를 구조물(예를 들어, 치아) 각각에 대한 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 계산된 광학적 거리 정보로부터 영상 데이터를 생성한다.
전장회로기판(133)은 영상 데이터를 획득하고 처리하기 위한 회로장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 후술할 도4에 도시된 이미지 변환 처리부(451), 저장부(452), 통신부(453), 제어부(454), 전원부(455) 등을 포함할 수 있다. 전장회로기판(133)의 일단에는 제1 신호연결단자(135)가 연결되어 있고, 제1 신호연결단자(135)는 배터리부(140)의 제2 신호연결단자(141)와 결합되어 전원이 공급될 수 있다. 전장부(130)의 전원을 ON/OFF 하기 위하여 ON/OFF 스위치(134)가 전장회로기판(133)에 전기적으로 연결되어 있다. 이미지 변환 처리부(451)에서는 이미지 센서(132)로부터 출력되는 아날로그 영상 데이터를 색상별 디지털 영상 데이터로 변환하고, 변환된 색상별 디지털 영상 데이터를 신호처리하여 컬러 영상 데이터로 변환하여 출력한다. 이미지 변환 처리부(451)에 대한 자세한 설명은 도 4에서 후술하기로 한다.
광학 렌즈부(120)는 보호유리막(121), 제1 렌즈(122), 스플리터(123), 광섬유다발(124), 렌즈부 케이스(125), 제2 렌즈(126)를 포함한다. 보호유리막(121)은 먼지, 습기 및 물리적 손상과 같은 외부 요인으로부터 광학 렌즈 장치의 내부 구성 요소를 보호하기 위함이다. 보호유리막(121)의 표면에는 눈부심, 반사 및 기타 광학 수차를 줄이는데 도움이 되는 코딩이 적용될 수도 있다. 광원(131)에서 조사된 광은 광학 렌즈부(120)의 광섬유다발(124)로 전송된다. 광섬유 다발(124)은 스플리터(123)와 연결되어 있으며, 광원에서 나오는 빛을 여러 경로로 분할하여 전달하는 역할을 한다. 제1 렌즈(122)는 광을 집중시키는 역할을 한다. 제2 렌즈(126)은 오목 또는 비구면 렌즈가 사용될 수 있다.
배터리부(140)는 제2 신호연결단자(141), 배터리셀(142), 충전단자(143), 결합후크(144)를 포함한다. 제2 신호연결단자(141)는 배터리부(140)와 전장부(130) 사이의 전력을 공급하는 인터페이스 역할을 한다. 또한 배터리 수준, 충전 상태 또는 기타 진단 데이터와 같은 정보를 장치의 제어 시스템에 전달할 수 있다.
배터리셀(142)은 배터리 장치 내의 기본 전원이다. 3D 카메라 장치에 전원을 공급하는 데 사용할 수 있는 전기 에너지를 저장한다. 배터리셀(142)은 3D 카메라 장치의 전력 요구 사항에 따라 단일 셀이거나 더 작은 셀 모음일 수 있다. 또한 특정 응용 프로그램 및 성능 요구 사항에 따라 리튬 이온, 니켈 금속 수소화물 등과 같은 다양한 유형이 될 수 있다.
충전 단자(143)는 배터리셀이 충전될 때 전원을 공급받는 인터페이스이다. 충전하는 동안 외부 전원에 연결되어 전기 에너지가 배터리셀로 흐를 수 있다. 도 1에서는 3D 카메라 장치의 충전 방법으로서 전기적으로 결합되어 연결되는 충전 방법이 예시되어 있으나, 유선 또는 무선 충전의 방식이 모두 가능하며, 충전 방식은 표준 또는 사양에 따라 달라질 수 있다.
결합 후크(144)는 배터리 장치를 고정하는 물리적 메커니즘의 일부이다. 결합 후크(144)는 배터리부(140)가 전장부(130)와 올바른 위치에서 단단히 부착된 상태를 유지하도록 한다. 또한 필요한 경우 배터리부(140)를 쉽게 제거하고 교체할 수 있게 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 유선 연결용 케이블(152)을 이용하여 유선으로 연결될 수도 있다. 유선 연결용 케이블(152)의 일단부는 신호연결단자를 포함하며, 타단에는 USB연결단자(153)를 포함한다. USB연결단자(153)를 통해 초미세 3D 카메라 장치(100)로부터 획득된 영상 데이터를 컴퓨터 장치 또는 휴대용 기기로 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초미세 3D 카메라 장치(100) 및 충전기(200)를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 초미세 3D 카메라 장치(100)는 홀더 기능을 가지는 충전기(200)와 결합되어 충전될 수 있다. 초미세 3D 카메라 장치(100)는 충전기(200)의 해당 커넥터와 정렬되는 내장형 커넥터 또는 결합 메커니즘을 가질 수 있다. 디자인에 따라 물리적 플러그 및 소켓 배열, 자기 연결 또는 무선 충전 코일까지 가능하다. 초미세 3D 카메라 장치(100)를 충전기(200)에 안착시키면 커넥터가 정렬되어 초미세 3D 장치(100)와 충전기(200) 사이에 전기적 연결 또는 전기적 결합이 생성된다. 여기서 전기적 연결 또는 전기적 결합은 무선으로 결합되는 것을 의미하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 유선 연결도 포함될 수 있다. 초미세 3D 카메라 장치(100)와 충전기(200)가 전기적으로 결합되면, 배터리부(140)의 충전 단자(143)가 충전기 내의 해당 단자와 전기적으로 연결된다. 이는 전력이 충전기(200)로부터 초미세 3D 카메라 장치(100)의 배터리셀(142)로 흐를 수 있게 한다. 충전기(200)는 배터리셀(142)이 안전하고 효율적으로 충전되도록 충전 속도를 제어하도록 설계된다. 충전기(200)는 전원을 공급할 뿐만 아니라 초미세 3D 카메라 장치(100)의 홀더 역할도 한다. 충전기의 디자인에는 충전 중에 카메라 장치를 안전하게 놓을 수 있는 공간이나 슬롯이 포함될 수 있다. 이렇게 하면 충전 커넥터가 올바르게 정렬될 뿐만 아니라 사용하지 않을 때 장치를 보관할 수 있는 편리하고 안전한 기능을 제공한다. 홀더는 설계 요구 사항에 따라 수직 또는 측면과 같은 특정 방향으로 장치를 고정하도록 설계될 수 있다. 충전기(200)에는 배터리와 초미세 3D 카메라 장치를 보호하기 위해 다양한 안정 기능이 포함된다. 예를 들어, 배터리가 완전히 충전되면 충전을 중지하는 과충전 보호 기능, 충전 중 과열을 방지하는 열관리 기능을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 영상 촬영 장치(300)를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 프로브(310)는 광섬유 케이블(311), 프로브 손잡이(312), 프로브 커플러(313) 및 보호유리막(314)을 포함한다. 광학 렌즈부(320)는 보호유리막(321), 제1 렌즈(322), 스플리터(323), 제2 렌즈부(324), 및 광섬유 다발(325)을 포함한다. 휴대용 기기 케이스(330)는 광학 렌즈부(320)과 체결되고, 휴대용 기기(340)을 수용할 수 있다. 휴대용 기기(340)는 광원(341), 이미지 센서(342), 및 디스플레이부(343)를 포함한다.
프로브(310) 및 광학 렌즈부(320)는 도 1의 프로브(110) 및 광학 렌즈부(120)와 동일한 기능을 수행하므로, 자세한 설명을 생략하기로 한다. 휴대용 기기(340)는 태블릿 PC(tablet PC), 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), e-리더(e-reader), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대형 게임 콘솔(handheld game console) 등과 같은 휴대용 전자 장치일 수 있다. 휴대용 기기(340)는 광원(341), 이미지 센서(342)를 포함하고 있다.
본 실시예에서, 광원(341)은 가시광선을 사용하는 것이 바람직하나, 비가시광선(NIR, SWIR) 등 다파장대 광원을 선택적으로 사용할 수도 있다. 휴대용 기기(340)의 광원(341)으로부터의 광은 광학 렌즈부(320)를 통과한 후, 광섬유 케이블(311)을 통해 구조물로 조사된다. 여기서 구조물은 치아를 의미할 수 있다.
광학 렌즈부(320)에서는 구조물에서 반사된 반사광 신호를 검출하고, 검출된 반사광 신호를 전달받아 광원에 포함된 색상별로 광신호를 분광한다. 이미지 센서(342)에서는 광학 렌즈부를 통해 색상별로 결상되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 아날로그 영상 데이터를 출력한다.
이미지 센서(342)는 휴대용 기기(340)에 포함된 2D 이미지 센서를 사용할 수 있으나, 3D 이미지를 획득하기 위하여 위상 감지 자동 초점 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지 자동 초점 이미지 센서가 사용될 수 있다. 2D 이미지 센서를 통해 입력된 이미지 정보는 휴대용 기기(340)내의 프로세서(미도시)에 의해 신호처리되어 디스플레이부(343)를 통해 이미지를 디스플레이한다. 3D 이미지를 획득하기 위하여 위상 감지 자동 초점 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지 자동 초점 이미지 센서가 사용되는 경우, 이미지 센서(342)는 위상 감지 기능을 이용하여 광섬유 케이블(311)로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 상기 획득한 위상차 정보를 구조물 각각에 대한 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 계산된 광학적 거리 정보로부터 영상 데이터를 생성한다.
휴대용 기기(340)에 포함된 프로세서(미도시)에서는 이미지 센서(342)로부터 출력되는 아날로그 영상 데이터를 색상별 디지털 영상 데이터로 변환하고, 변환된 색상별 디지털 영상 데이터를 신호처리하여 컬러 영상 데이터로 변환하여 디스플레이부(343)에 출력한다. 광원(341)와 이미지 센서(342)를 포함하는 휴대용 기기(340)를 광섬유 케이블을 포함하는 초미세 카메라와 결합함으로써, 콤팩트하고 휴대가 용이한 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초미세 3D 카메라의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 광원부(410)는 동일 파장의 광 또는 서로 다른 파장의 광을 선택적으로 광섬유 케이블을 통해 구조물로 조사한다. 여기서 구조물은 구강 내의 치아를 의미할 수 있고, 응용에 따라 다른 구조물을 의미할 수도 있다.
광학 렌즈부(420)는 광섬유 케이블을 통해 구조물에 조사되어 반사되는 반사광 신호를 검출하고, 검출된 반사광 신호를 전달받아 광원부(410)에 포함된 색상별로 광신호를 분광한다.
이미지 센서부(430)는 광학 렌즈부(420)를 통해 색상별로 결상되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 아날로그 영상 데이터를 출력한다. 이미지 센서부(430)는 위상 감지(Phase Detection) 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지(Quad Phase Detection) 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서부(430)는 위상 감지 기능을 이용하여 광섬유 케이블로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 획득한 위상차 정보를 각각의 치아 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 계산된 광학적 거리 정보로부터 3차원 영상 데이터를 생성한다.
전장부(450)는 이미지변환 처리부(451), 저장부(452), 통신부(453), 제어부(454), 및 전원부(455)를 포함한다.
이미지변환 처리부(451)는 이미지 센서부(430)로부터 출력되는 아날로그 영상 데이터를 색상별 디지털 영상 데이터로 변환하고, 변환된 색상별 디지털 영상 데이터를 신호처리하여 컬러 영상 데이터로 변환하여 출력한다.
저장부(452)는 프로세서에 의해 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 프로세서에 의해 구동될 다양한 프로그램들 또는 애플리케이션들 등을 저장할 수 있다. 저장부(452)는 ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, PRAM, MRAM, RRAM, FRAM 등과 같은 비휘발성 메모리로 구현될 수 있고, 또는 DRAM, SRAM, SDRAM, PRAM, RRAM, FeRAM 등의 휘발성 메모리로 구현될 수 있다. 또한, 메모리(110)는 HDD, SSD, SD, Micro-SD 등으로 구현될 수도 있다.
통신부(453)는 네트워크에 접속하여 외부 기기(미도시)로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 통신부(453)는 무선랜, 블루투스 통신부, 및 유선 이더넷(Ethernet) 중 어느 하나 이상을 포함하는 모듈 조합을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(1550)는 외부 장치의 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호는 블루투스 타입, RF 신호 타입 또는 와이파이 타입으로 구현될 수 있다.
제어부(454)는 이미지 변환 처리부(451)에서 출력된 컬러 영상 데이터를 통신부(453)를 통해 컴퓨팅 장치로 전송하게 한다. 제어부(454)는 프로세서를 포함할 수 있으며, 프로세서는 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), AP(application processor), NPU(neural processing unit) 로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 장치(500)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5의 컴퓨터 장치(500)는 초미세 3D 카메라로부터 영상데이터를 전송받아, 이를 처리하고, 디스플레이부(520)를 통해 사용자에게 영상을 디스플레이 할 수 있도록 하는 장치이다. 구체적으로 컴퓨터 장치(500)는 프로세서부(510), 영상 데이터 저장부(520), 디스플레이부(530), 및 통신 인터페이스부(540)를 포함한다.
프로세서부(510)는 영상 데이터 저장부(520)에 저장된 영상 데이터를 처리하기 위한 명령어들 또는 적어도 하나의 프로그램을 실행할 수 있다. 프로세서부(510)는 또한 서버(미도시)를 제어하기 위한 전반적인 기능을 수행할 수 있고, 서버(미도시) 내부의 각종 연산을 처리할 수 있다. 프로세서부(510)는 다수의 논리 게이트들의 어레이 또는 범용적인 마이크로 프로세서로 구현될 수 있다. 프로세서부(510)는 단일의 프로세서 또는 복수의 프로세서들로 구성될 수 있다. 프로세서부(510)는 장치(100) 내에 구비되는 CPU, GPU 및 AP 중 적어도 하나일 수 있으나, 이는 예시에 불과할 뿐, 프로세서(120)는 다른 다양한 형태로도 구현될 수 있다.
초미세 3D 카메라의 통신부(453)를 통해서 전송된 영상 데이터는 통신 인터페이스부(540)를 통해서 전송받을 수 있다. 통신 인터페이스부(540)는 초미세 3D 카메라의 통신부(453)와 유선 또는 무선을 연결되거나, LAN(Local Area Network) 및 WAN(Wide Area Network)와 같은 네트워크에 접속하게 할 수 있다. 또한, 사용자 또는 사용자의 단말기와 일대일 통신을 위한 전용 채널에 접속하게 할 수도 있다.
영상 데이터 저장부(520)는 초미세 3D 카메라로부터 전송된 영상 데이터를 저장한다. 영상 데이터 저장부(520)는 ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, PRAM, MRAM, RRAM, FRAM 등과 같은 비휘발성 메모리로 구현될 수 있고, 또는 DRAM, SRAM, SDRAM, PRAM, RRAM, FeRAM 등의 휘발성 메모리로 구현될 수 있다. 또한, 메모리(110)는 HDD, SSD, SD, Micro-SD 등으로 구현될 수도 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령 (instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가 진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태 로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 초미세 3D 카메라 장치 110, 310: 프로브
111, 311: 광섬유 케이블 112: 프로브 부재
120, 320: 광학 렌즈부 121, 314: 보호유리막
122, 322: 제1 렌즈 123, 323: 스플리터
124, 325: 광섬유 다발 125: 렌즈부 케이스
126, 324: 제2 렌즈 130: 전장부
131, 341: 광원 132, 342: 이미지 센서
133: 전장회로기판 134: ON/OFF스위치
135, 141, 151: 신호연결단자 140: 배터리부
142: 배터리셀 143: 충전단자
144: 결합 후크 150: 유선 연결부
152: 유선 연결용 케이블 153: USB연결단자
200: 충전기
300: 휴대용 기기와 결합된 초미세 카메라
312: 프로브 손잡이 313: 프로브 커플러
330: 케이스 340: 휴대용 기기
343: 디스플레이부

Claims (15)

  1. 초미세 3D 카메라 장치로서,
    적어도 하나의 광섬유 케이블을 포함하는 프로브;
    동일 파장의 광 또는 서로 다른 파장의 광을 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 구조물로 조사하는 광원부;
    상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 상기 구조물에 조사되어 반사되는 반사광 신호를 검출하고, 상기 검출된 반사광 신호를 전달받아 상기 광원부에 포함된 색상별로 광신호를 분광하는 광학 렌즈부;
    상기 광학 렌즈부를 통해 색상별로 결상되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 아날로그 영상 데이터를 출력하는 이미지 센서부; 및
    상기 이미지 센서부로부터 출력되는 아날로그 영상 데이터를 색상별 디지털 영상 데이터로 변환하고, 변환된 색상별 디지털 영상 데이터를 신호처리하여 컬러 영상 데이터로 변환하여 출력하는 이미지 변환 처리부를 포함하며,
    상기 이미지 센서부는 위상 감지(Phase Detection) 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지(Quad Phase Detection) 이미지 센서이고,
    상기 이미지 센서부는 위상 감지 기능을 이용하여 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 획득한 상기 위상차 정보를 이용하여 각각의 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 상기 계산된 광학적 거리 정보로부터 3차원 영상 데이터를 생성하는, 초미세 3D 카메라 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 변환 처리부는 전장부에 포함되며,
    상기 전장부는 상기 이미지 변환 처리부에서 출력된 컬러 영상 데이터를 통신부를 통해 컴퓨팅 장치로 전송하게 하는 제어부, 초미세 3D 카메라 장치에 전원을 공급하는 전원부, 및 디지털 영상 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하는, 초미세 3D 카메라 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유 케이블은 상기 프로브의 본체를 관통하여, 상기 프로브의 일단부에 돌출되며, 상기 프로브는 멸균을 위해 스테인레스 스틸, 티타늄, 텅스텐 카바이드, 니켈-크롬 합금 중 어느 하나의 재질 또는 이들의 조합으로 구성되는, 초미세 3D 카메라 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 렌즈부는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 광섬유 다발, 스플리터, 보호유리막 및 렌즈부 케이스를 포함하고,
    상기 광원부로부터 조사된 광은 상기 광섬유 다발을 통과하여 스플리터에서 분광된 후, 제1 렌즈를 통과하여 상기 광섬유 케이블로 전송되고,
    상기 구조물로부터 반사된 광은 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 전송되어 제1 렌즈와 상기 스플리터, 및 상기 제2 렌즈를 통과한 후 상기 이미지 센서로 전송되는, 초미세 3D 카메라 장치.
  7. 프로브, 광학 렌즈부, 전장부, 및 배터리부를 포함하는 초미세 3D 카메라 장치로서,
    상기 프로브는, 적어도 하나의 광섬유 케이블을 포함하고,
    상기 전장부는, 동일 파장의 광 또는 서로 다른 파장의 광을 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블을 통해 구조물로 조사하는 광원부, 광신호를 수신하는 이미지 센서, 상기 광원부와 상기 이미지 센서를 지지하고, 상기 초미세 3D 카메라를 제어하는 회로를 포함하는 전장회로기판, 전원을 공급하는 ON/OFF 스위치, 및 배터리부로부터 전력을 공급받는 제1 신호 연결단자를 포함하고,
    상기 광학 렌즈부는, 상기 광원부로부터 조사된 광을 수신하여 전달하는 광섬유 다발, 상기 광섬유 다발로부터 전송된 광을 분광하는 스플리터, 상기 스플리터로부터 분광된 광을 상기 프로브로 전송하는 제1 렌즈, 상기 구조물에 조사된 후 반사된 광을 입력 받아 이미지 센서로 전송하는 제2 렌즈, 보호유리막, 및 렌즈부 케이스를 포함하고, 상기 배터리부는, 전력을 상기 전장부로 전달하는 제2 신호 연결단자, 배터리셀 및 충전단자를 포함하며,
    상기 이미지 센서부는 위상 감지(Phase Detection) 이미지 센서 또는 쿼드 위상 감지(Quad Phase Detection) 이미지 센서이고,
    상기 이미지 센서부는 위상 감지 기능을 이용하여 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 획득한 상기 위상차 정보를 이용하여 각각의 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 상기 계산된 광학적 거리 정보로부터 3차원 영상 데이터를 생성하는, 초미세 3D 카메라 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로브는 상기 광학 렌즈부와 탈착가능하도록 연결되고, 상기 광학 렌즈부는 상기 전장부와 탈착가능하도록 연결되고, 상기 전장부와 상기 배터리부는 서로 탈착가능하도록 연결되는, 초미세 3D 카메라 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    홀더 기능을 가지는 충전기를 더 포함하고, 상기 충전기는 상기 초미세 3D 카메라 장치와 무선으로 전력을 충전하는, 초미세 3D 카메라 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광섬유 케이블은 상기 프로브의 본체를 관통하여, 상기 프로브의 일단부에 돌출되며, 상기 프로브는 멸균을 위해 스테인레스 스틸, 티타늄, 텅스텐 카바이드, 니켈-크롬 합금 중 어느 하나의 재질 또는 이들의 조합으로 구성되는, 초미세 3D 카메라 장치.
  13. 적어도 하나의 광섬유 케이블을 포함하는 프로브;
    상기 프로브와 체결되며, 광원에서 조사된 광을 수신하여 전달하는 광섬유 다발, 상기 적어도 하나의 광섬유 다발로부터 전송된 광을 분광하는 스플리터, 상기 스플리터로부터 분광된 광을 상기 프로브로 전송하는 제1 렌즈, 구조물에 조사된 후 반사된 광을 입력받아 이미지 센서로 전송하는 제2 렌즈, 보호유리막, 및 렌즈부 케이스를 포함하는 광학 렌즈부;
    상기 프로브의 일단에 부착되어 상기 광학 렌즈부와 체결되게 하는 프로브 커플러;
    상기 광학 렌즈부로부터 광을 수신하는 이미지 센서, 광원 및 디스플레이부를 포함하는 휴대용 기기; 및
    상기 휴대용 기기를 수용하도록 구성된 케이스;를 포함하며,
    상기 휴대용 기기의 상기 광원은 상기 광학 렌즈부의 광섬유 다발로 광을 조사할 수 있도록 상기 광학 렌즈부의 광섬유 다발과 동축 상에 배치되고, 상기 이미지 센서는 반사된 광이 입사되도록 상기 제2 렌즈와 동축 상에 배치되게 하는 결합부를 포함하며,
    상기 이미지 센서는 위상 감지 자동 초점(Phase Detection Autofocus; PDAF) 이미지 센서 및 쿼드 위상 감지 자동 초점(Quad Phase Detection Autofocus; QPDAF) 이미지 센서 중 어느 하나의 센서이고,
    상기 이미지 센서는 위상 감지 기능을 이용하여 상기 적어도 하나의 광섬유 케이블로부터 상하 및 좌우의 위상차 정보를 획득하고, 획득한 상기 위상차 정보를 이용하여 각각의 영상 데이터의 광학적 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 광학적 거리 정보를 포함한 색상별 결상 데이터를 획득하여, 상기 계산된 광학적 거리 정보로부터 3차원 영상 데이터를 생성하고,
    상기 디스플레이부에는 3차원 영상이 디스플레이되는, 휴대용 영상 촬영 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광원은 가시광선 또는 비가시광선인, 휴대용 영상 촬영 장치.
  15. 삭제
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